Koroze betonu: jak chránit beton. Příčiny a druhy koroze

Koroze betonu je destrukce jeho struktury pod vlivem vnějších faktorů. Na zhoršení vlastností materiálu mají vliv agresivní chemikálie, mikroorganismy, plyny, voda, teplotní výkyvy. Betonové konstrukce jsou neustále v kontaktu s okolím – jsou vystaveny splaškovým a spodním vodám, dešti a sněhu, slunečnímu záření, zamrzají při nízkých teplotách a zahřívají se při vysokých teplotách. Z tohoto důvodu dochází v cementovém kameni k reakcím, které ničí strukturu kamene.

Kvůli korozi ztrácí konstrukce pevnost a výkon, což vede k velkým nákladům na materiál na opravy a někdy k nouzovým situacím. Pro zachování kvality železobetonových výrobků a konstrukcí je nutné je chránit, to znamená snížit vliv destruktivních faktorů. Jak to udělat nejúčinněji, vám prozradíme v našem článku.

Příčiny koroze betonu a železobetonu

Chemikálie. Reakce, které probíhají mezi složkami materiálu a agresivním chemickým prostředím, vedou k vyplavování sloučenin, které jsou zničeny. V důsledku toho vznikají trhliny, materiál se místy uvolňuje a v pórech se hromadí soli, které ničí strukturu materiálu.

Když se například do roztoku přidá sádra, reagují s ní složky cementu a vzniká hydrosulfoaluminát vápenatý, minerál, který vede ke vzniku mikrotrhlin. Aby se zabránilo této reakci, přidávají se do cementu během přípravy pucolánové přísady s oxidem křemičitým v aktivní formě.

Fyzikálně-chemické. Pokud jsou betonové konstrukce ve vodě, vyplavuje se hydroxid vápenatý, který je součástí materiálu. To se děje různými rychlostmi – masivní struktury jsou schopny déle odolávat destrukci.

Při teplotách pod nulou kapalina, která je v tělese betonu, zamrzne a vyvíjí tlak na stěny pórů. Po rozmrazení se v betonu objevují trhliny, odlupuje se výztuž a na povrchu se objevují třísky. Abyste tomu zabránili, musíte zvolit správnou značku mrazuvzdornosti.

Při vystavení ohni ztratí beton až 90 % své pevnosti, ale při teplotách pod 500 °C je během jednoho roku obnoven. Při zahřátí klesají elasticko-plastické vlastnosti betonu a zvyšuje se riziko plastické deformace při zatížení. Možnost dalšího využití železobetonových konstrukcí je stanovena po inženýrsko-technickém přezkoumání.

Biologický. Taková destrukce se vyvíjí ve vlhkém prostředí v důsledku pronikání mikroorganismů hluboko do materiálu a jejich rozvoje na povrchu. Plísně, bakterie, mechy a lišejníky nejen snižují užitné vlastnosti betonu, ale mohou způsobit zdravotní problémy.

Bakteriální koroze je nejnebezpečnější, protože bakterie se rychle množí a jsou schopny odolat podmínkám, kdy jiné živé bytosti umírají. Například thionové bakterie oxidují cementové minerály na kyselinu sírovou, která reaguje s hydroxidem vápenatým a vytváří dihydrát sádry, který způsobuje intenzivní destrukci cementového kamene.

Záření. Pokud jsou betonové konstrukce vystaveny ionizujícímu záření, voda v betonu se odpařuje a kámen se deformuje. Čím vyšší je záření, tím silnější je destrukce, ke které dochází v důsledku deformace krystalové mřížky minerálů, což vede ke vzniku trhlin.

3 druhy koroze betonu

Během provozu dochází v betonovém tělese a na povrchu k chemickým reakcím, při kterých se uvolňují látky, které na něj působí destruktivně. Liší se podle prostředí, ve kterém se betonová konstrukce používá a dělí se do 3 skupin – kyselá, síranová a alkalická koroze.

1 druh koroze betonu

Kyselá koroze vzniká v důsledku reakce betonových složek s kyselinami. Při spojení s oxidem uhličitým, který je ve vodě, vzniká ve vodě nerozpustný uhličitan vápenatý. Hromadí se v mikrotrhlinách, zvětšuje objem cementového kamene a vede k praskání. Při další interakci s vodou a oxidem uhličitým vzniká hydrogenuhličitan vápenatý, který se za vlhka snadno z materiálu vymyje. Čím více kyselin je v kapalině, tím intenzivnější je destrukce.

2 druh koroze betonu

K sulfátové korozi betonu dochází v důsledku chemické reakce se sírany, pokud jsou obsaženy ve vodě. Síranové ionty tvoří s vápenatými ionty dihydrát sádry, které jsou součástí mnoha betonů. Sádra reaguje s vysoce zásaditými hlinitany. Výsledkem reakce jsou hydrosulfoalumináty vápenaté, které zvětšují objem materiálu. Deformace se projevují ve formě praskání a delaminace betonu.

3 druh koroze betonu

Alkalická koroze je výsledkem interakce portlandského cementu s reaktivním křemičitým kamenivem, které se nachází ve štěrku a písku. Chlorid draselný a sodný mohou být přítomny ve slaných půdách, mořské vodě a činidlech používaných k boji proti ledu. Nadbytek alkálie způsobuje, že se v pórech, vnitřních vrstvách betonu a na povrchu objevují usazeniny hydrosilikátu vápníku. Pak se objevují praskliny, které se časem zvětšují a plochy povrchu se odlupují a bobtnají.

Způsoby ochrany betonu

Volba antikorozní ochrany betonu by měla záviset na chemické reakci, která vede k destrukci. Mezi způsoby ochrany se rozlišují metody primární, sekundární a speciální.

Primární ochrana spočívá ve výběru maltových složek a konstrukčních řešení betonových konstrukcí. Sada aktivit zahrnuje:

• úprava složení pro vytvoření materiálu s vysokou hustotou, pevností a odolností proti vodě;
• použití speciálních přísad, které mají adstringentní, vodu zadržující, plastifikační a stabilizační vlastnosti;
• výběr výztuže, která odpovídá podmínkám použití z hlediska korozních charakteristik, jakož i její ochrany při výrobě a montáži prefabrikovaných železobetonových konstrukcí.

Při výběru přísad je třeba vzít v úvahu podmínky použití betonových konstrukcí. Například při výrobě roztoku s plnidly ORS a portlandským cementem s obsahem alkálií vyšším než 0,6% se doporučuje použít alespoň 10% aktivních přísad – baňka, křemelina, tripoli. Přísady snižující propustnost betonu zabraňují biologické korozi betonu, která může začít v důsledku činnosti mikroorganismů.

Sekundární ochrana má zabránit kontaktu povrchů betonových konstrukcí s agresivními látkami. Zahrnuje:

• ošetření povrchů impregnačními nátěrovými a lakovacími kompozicemi, které zvyšují voděodolnost povrchu, nátěry hydroizolačních materiálů na bázi různých pryskyřic;
• vytváření izolace z deskových a fóliových materiálů;
• obklady kusovými nebo blokovými výrobky z keramiky, struskového skla, skla, lití kamene, přírodního kamene;
• použití biocidních přísad k ochraně proti mikroorganismům na bázi sloučenin uhlíku, fenolů, solí a oxidů mědi, chrómu a arsenu.

Speciální ochrana zahrnuje soubor metod, které snižují kondenzaci vlhkosti a koncentraci agresivních látek. Metody jsou zaměřeny na organizaci odpadních vod a odvodnění, odstranění průmyslových odvětví s emisemi agresivních látek do izolovaných místností.

V souladu s GOST 31384-2017 je nutné po porovnání různých možností vybrat nejvhodnější metody ochrany proti korozi, s přihlédnutím k předpokládané životnosti a nákladům na materiál na aktualizaci ochrany a opravy konstrukcí.

Ochrana výztuže proti korozi v betonu

Vlivem korozní destrukce kovu se na výztuži tvoří korozní produkty, které jsou objemově větší než samotná výztuž. Beton kvůli tomu praská a hroutí se. K ochraně betonu před destrukcí se do něj přidávají plastifikační přísady, které snižují pórovitost materiálu, a inhibitory koroze, které zpomalují jeho korozi. Aby se zabránilo tvorbě rzi na výztuži a zvýšila se životnost železobetonových konstrukcí, je nutné rychle identifikovat nové trhliny, sledovat vývoj stávajících a přijmout opatření na ochranu betonu před zničením na ulici.

Beton je jedním z nejpevnějších a nejodolnějších stavebních materiálů, právem se mu říká umělý kámen. V průběhu času se však pod vlivem různých faktorů začnou betonové konstrukce hroutit, objevují se v nich trhliny a jiné vady.

Tomu se předchází již ve fázi výstavby přidáním speciálních přísad do směsi. Abychom však co nejvíce zabránili a oddálili zničení betonu a také odstranili vady, které se objevují, je nutné nejprve zjistit, co je způsobilo.

Důvody ničení betonu

Při použití betonových výrobků na ně působí mnoho vnějších faktorů. Vliv mají i porušení technologických parametrů při přípravě směsi. Tyto důvody jsou rozděleny do několika hlavních skupin.

1. Chemikálie. Tyto faktory jsou nejčastější příčinou porušení betonu. Působí na něj mnoho látek, které mohou být obsaženy v přírodním nebo agresivním prostředí. V důsledku toho dochází k chemickým reakcím, které způsobují drobení, vznik dutin, mikrotrhlin a nakonec i snížení pevnosti stavebního materiálu. Chloridy tedy vyvolávají odlupování betonu, sírany jsou plné jeho praskání. Oxid uhličitý způsobuje vzhled uhličitanu vápenatého, který ničí ochranný film výztuže a je přímo ovlivněn vlhkostí a kyslíkem. To způsobuje korozi, která způsobuje bobtnání betonu a ztrátu přilnavosti k výztuži.
2. Fyzikální. Stav betonových konstrukcí je negativně ovlivněn cykly zmrazování/rozmrazování vody vstupující do pórů. Vzniká tak lomové napětí, které se během provozu postupně zvyšuje. Vysoké teploty, prudké ochlazení a kondenzace páry působí destruktivně. Mezi fyzikální faktory patří také plastické a hygrometrické smršťování betonu.
3. Mechanické. Tato skupina zahrnuje následující faktory:

• Oděr. Postihuje především betonové podlahy, chodníky, plošiny a schodiště. Aby se tomu zabránilo, používají se speciální přísady a roztoky, polymery.
• Náraz – intenzivní nárazy, pohyb vozidel, těžké konstrukce. Prevence – použití odolnějších druhů betonu, zesílená výztuž a správný výběr spárovacího tmelu.
• Zvětrávání nebo eroze v důsledku vystavení větru, vodě nebo námraze. To způsobí, že povrch betonu je vystaven kamenivu. Boj proti tomuto jevu je vizuální kontrola, včasná diagnostika a oprava.

1. Vady a praskliny.

Hlavní typy defektů a prasklin:

• Výstupky na povrchu betonu způsobené nedostatečně tuhým bedněním nebo nesprávnou montáží.
• Návaly betonu v důsledku nedostatečné těsnosti bednění, jeho neodborná montáž a rozlití.
• Propadá se na povrchu betonových konstrukcí vlivem hromadění vzduchu, vody, nedostatku roztoku, slabého zhutnění směsi a tuhosti směsi.
• Dutiny v tloušťce betonu v důsledku předčasného tvrdnutí, zamrzání směsi na výztuži a bednění, v oblastech technologických švů.
• Smršťovací trhliny způsobené nedostatečnou údržbou čerstvě položené směsi.
• Trhliny konstrukčního a technologického původu, vzniklé během přepravy, během výstavby, v důsledku provozního zatížení, sevření atd.

Je třeba vzít v úvahu, že zničení betonu, zejména na ulici, může být způsobeno ne jedním, ale celým komplexem důvodů.

Metody oprav betonu

Opatření k odstranění škod závisí na jejich příčinách a povaze. Projevy jsou rozděleny podle míry vlivu na únosnost betonové konstrukce. Nejjednodušší je řešit vady, které neovlivňují pevnost konstrukce. Patří mezi ně dutiny, povrchové dutiny, promáčkliny, praskliny a destrukce povrchové vrstvy. Taková poškození jsou eliminována plánovaně, opravy jsou zaměřeny na zabránění vzniku stávajících menších poškození a vzniku nových. Je nutné zorganizovat ochranu konstrukcí před účinky vnějších škodlivých faktorů.

Pokud jsou zjištěny vady, které negativně ovlivňují pevnost, spolehlivost a životnost konstrukce, okamžitě se provádějí opravné práce. Takové poškození zahrnuje dutiny, třísky a dutiny s odhalenou výztuží, hlubokou nebo povrchovou korozi betonu. K jejich odstranění se utěsní dutiny a trhliny, odstraní se uvolněná a zkorodovaná vrstva betonu a poté se nanesou speciální materiály.

Pokud je zjištěno poškození konstrukce, které snižuje nosnost výrobku, je nutná urgentní oprava. Patří sem šikmé a vodorovné trhliny v tloušťce nosných konstrukcí, dutiny v tlačených zónách, trhliny ve spojích desek a další. K odstranění takového poškození je zpravidla vyžadován individuální projekt opravy.

Způsoby ochrany betonu před destrukcí

Aby se zabránilo různým typům ničení betonu, používají se následující metody:

• Žehlení je účinný způsob ochrany lití betonu. Na tvrzený povrch se nanáší speciální tmel, který obsahuje tekuté sklo, křemen, korund a další komponenty. Směs se ručně vtírá v několika vrstvách po 2 mm, nová vrstva se nanáší po zaschnutí předchozí.
• Injekce. Vedené specializovanými inženýry. Pomocí speciálního zařízení se do pórů nalije kompozice, aby se zabránilo pronikání vlhkosti do objemu betonu, aby se výztuž chránila před korozí.
• Vyztužení z uhlíkových vláken. Ochranné materiály se lepí na epoxidovou pryskyřici a povrch konstrukcí se jimi zpevňuje.

Předpokladem prevence destrukce betonu je dodržování receptury, proporcí a technologií přípravy a lití směsi.

Jak impregnovat beton před zničením?

Betonové konstrukce, které se používají venku, vyžadují speciální ochranu. Zde jsou vystaveny mnoha agresivním faktorům: změnám teploty, ultrafialovému záření, plynům, srážkám, silnému větru, vandalismu. Způsoby ochrany před těmito jevy se dělí do dvou skupin: primární a sekundární. Primární metody zahrnují přidávání speciálních přísad a modifikaci přísad do betonové směsi ve fázi přípravy s cílem propůjčit betonu určité vlastnosti:

• hydrofobizátory (poskytují vodu odpuzující vlastnosti);
• přísady do polymerů (zvyšují odolnost proti mrazu a trhlinám);
• změna poměru vody a cementu ke zvýšení hustoty a plasticity.

Sekundární zpracování zahrnuje metody ochrany již vytvrzených povrchů a hotových konstrukcí:

• nátěry barvami a tmely;
• použití penetračních impregnací, které tvoří krystalické sloučeniny v pórech betonu;
• impregnace vrchní vrstvy betonu těsnicími hmotami na ochranu proti chemickému napadení;
• ošetření vodoodpudivými látkami;
• aplikace antiseptik, biocidů a dalších léků proti plísním a škodlivým mikroorganismům.

Tyto a další prostředky lze použít k impregnaci betonu v interiéru. Moderní trh nabízí širokou škálu impregnací pro zpevnění betonu proti ničení.

Závěr

Nejjistějším způsobem, jak chránit budoucí strukturu před předčasným zničením, je nákup vysoce kvalitních hotových směsí nebo přísad pro jejich přípravu od spolehlivého výrobce. Společnost „Pravilny Beton“ vyrábí a prodává betonové a železobetonové výrobky vyrobené v souladu s požadavky GOST. Zaručujeme přísné dodržování receptury a použití pouze kvalitních komponentů. Všechny produkty jsou testovány ve vlastní laboratoři.